Pierwszy w historii samochód z ogniwami paliwowymi był…vanem
Rewolucja w elektromobilności nabiera tempa. Coraz więcej producentów wprowadza do swojej oferty samochody elektryczne, a niektóre marki całkowicie eliminują ze swojego portfolio modele z silnikami spalinowymi. Napędy elektryczne zyskują na popularności także wśród pojazdów użytkowych, takich jak samochody dostawcze oraz, choć w mniejszym stopniu, ciężarówki i ciągniki siodłowe. Nieco inaczej wygląda sytuacja pojazdów zasilanych ogniwami paliwowymi, czyli w uproszczeniu –wodorem. Pojazdy napędzane wodorem –zarówno osobowe, jak i użytkowe –są wciąż mniej powszechne i nadal stanowią jedynie niewielką część rynku. Ciekawostką jest fakt, że pierwszym pojazdem z ogniwami paliwowymi był van, czyli pojazd użytkowy. Poznajmy jego historię.
Alternatywne źródła napędu w motoryzacji
W jednym z naszych poprzednich artykułów zastanawialiśmy się, co będzie stanowić przyszłość transportu drogowego: elektryczność czy wodór. Krótko przybliżyliśmy rozwój źródeł napędu będących alternatywą dla dominującego silnika spalinowego. Pojazdy elektryczne, zasilane akumulatorami wymagającymi ładowania, najpierw zyskały pewną popularność w latach 20. i 30. ubiegłego wieku. W tamtym czasie były one uważane za idealne do jazdy po mieście;ich krótki zasięg nie stanowił wówczas problemu. W tym czasie w USA prężnie działały na rynku, choć jedynie przez krótki czas, m.in. firmy Detroit Electric (samochody osobowe) i Walker Electric Truck (pojazdy użytkowe). Rosnąca wydajność silników spalinowych, w połączeniu z niskimi cenami paliwa w tamtym czasie, oznaczała, że pod koniec lat 30. i na początku lat 40. pojazdy elektryczne zostały zepchnięte do niszy powolnych, wyspecjalizowanych pojazdów użytkowych, takich jak wózki golfowe i małe ciężarówki dostarczające mleko, popularne w Wielkiej Brytanii. I pozostały w tej niszy w zasadzie aż do początku XXI wieku, kiedy to rozpoczął się boom na e-mobilność. Koncerny motoryzacyjne oczywiście nie porzuciły badań nad elektrycznymi układami napędowymi, ale opracowywane pojazdy nie wychodziły poza fazę eksperymentów lub powstawały w pojedycznych egzemplarzach. Na przykład w 1939 roku Skoda zaprezentowała unikatowy model elektrycznej ciężarówki do przewozu piwa z browaru w Pilźnie.
Ogniwa paliwowe zdawały się być w motoryzacji jeszcze bardziej efemeryczną technologią. Choć wynaleziono je w 1889 roku, to dopiero ponad 70 lat później po raz pierwszy wykorzystano je do zasilania pojazdu samochodowego(a na zastosowanie ogniw paliwowych w masowo produkowanych samochodach trzeba było poczekać kolejne kilkadziesiąt lat). Co ciekawe, pierwszy samochód napędzany ogniwami paliwowymi (ale nie wodorem jako takim, bo eksperymenty związane z wykorzystaniem tego gazu do zasilania silników sięgają początków XIX wieku) był…pojazdem dostawczym, a nie osobowym.
Pierwszy samochód napędzany ogniwami paliwowymi
Projekt samochodu z ogniwami paliwowymi narodził się na początku lat 60. w amerykańskim koncernie General Motors. Lata 50. i 60. to okres, w którym „Wielka Trójka”producentów z Detroit pracowała nad projektami pojazdów z alternatywnymi źródłami napędu. Nie chodziło o szukanie oszczędności, bo paliwo było wtedy bardzo tanie, ani o względy ekologiczne, którymi mało kto się wtedy przejmował. Inżynierowie Chryslera, Forda i General Motors chcieli po prostu udowodnić przewagę technologiczną swoich firm nad konkurencją. Chrysler zaprezentował model Turbine napędzany silnikiem turbinowym. Do testów wyprodukowano 50 egzemplarzy, które wybrani kierowcy –lojalni klienci marki –musieli zwrócić po zakończeniu projektu. Ford pracował nad modelem Nucleon, który miał być wyposażony w…reaktor jądrowy. Badania zakończono jednak na wczesnym etapie. Chyba słusznie. General Motors postawił na technologię wodorowych ogniw, która w tamtym czasie były szeroko dyskutowana w USA, ponieważ inżynierowie NASA użyli jej do zasilania wewnętrznych układów statku kosmicznego „Gemini”. I tak narodził się GM Electrovan.
GM Electrovan [po prawej] (Autor: Departament Energii Stanów Zjednoczonych, Public Domain, Wikipedia)
Projektem kierował dr Craig Marks, który stał wówczas na czele wielu zaawansowanych badań firmy. Początkowo to osobowy Corvair, kompaktowy wóz z silnikiem typu bokser umieszczonym z tyłu (miała to być odpowiedź GM na sukces niemieckiego Volkswagena Beetle), miał posłużyć jako podstawa do stworzenia samochodu na ogniwa paliwowe. W trakcie prac okazało się jednak, że 32 ogniwa paliwowe dostarczone przez Union Carbide, a także zbiorniki na ciekły wodór, ciekły tlen i elektrolit były zbyt duże i zbyt ciężkie (250 kg), by zmieścić się w Corvairze. Do tego dochodziło ponad 160 metrów rurek. Stało się oczywiste, że potrzebny jest większy samochód. Inżynierowie wybrali więc użytkowego Chevroleta Van (a dokładniej jego wariant sprzedawany pod marką GMC –Handivan;tu kolejna ciekawostka: ten model również powstał jako odpowiedź na produkt Volkswagena, tym razem dostawczego Transportera).
Cała instalacja wodorowa zajęła większość przestrzeni ładunkowej Electrovana, miejsca wystarczyło dla kierowcy i pasażera. Z tyłu umieszcone jeszcze małe laboratorium badawcze. GM Electrovan ujrzał światło dzienne w 1966 roku po dwóch latach prac rozwojowych. W tym czasie projekt napotkał szereg problemów, nie tylko związanych z wagą ogniw paliwowych i zbiorników, ale także dotyczących kwestii bezpieczeństa, ponieważ podczas testów zbiornik wodoru eksplodował (na szczęście obyło się bez ofiar). Pomimo trudności, inżynierom kierowanym przez dra Marksa udało się stworzyć przełomowy projekt: pierwszy samochód napędzany ogniwami paliwowymi. Osiągi, jak na rok 1966, nie były powodem do wstydu: prędkość maksymalna wynosiła około 110 km/h, a zasięg około 193 km. Nieźle, zważywszy na to, że Electrovan ważył ponad 3 tony.
Co się stało z GM Electrovanem?
Po tym, jak Electrovana pokazano prasie, koncern GM zdecydował o zakończeniu projektu. Dlaczego? Ponieważ okazał się on zbyt kosztowny (na przykład sama platyna wykorzystywana w ogniwach paliwowych kosztowała małą fortunę), a ponadto w tamtym czasie nie widziano w nim przyszłości. Infrastruktura do tankowania wodoru nie istniała, instalacja była zbyt ciężka i wciąż pojawiały się pytania o jej bezpieczeństwo. Jedyny prototyp na dziesięciolecia trafił do magazynu GM w Pontiac w stanie Michigan. Dopiero kilkanaście lat temu, gdy ogniwa paliwowe zaczęły być szerzej wykorzystywane w przemyśle motoryzacyjnym, przypomniano sobie o Electrovanie. Odrestaurowano go i obecnie można go oglądać w muzeum w Los Angeles.